本申請涉及供水調度技術領域，尤其涉及一種基于供水泵組供水狀態的調度方法及系統，方法包括：將供水路徑中觀測點供水泵組的供水狀態輸入腐蝕預測模型，預測觀測點的腐蝕度增量，將腐蝕度增量和初始腐蝕度之和作為各觀測點的實時腐蝕度，并將實時腐蝕度的最大值作為所述供水路徑的路徑狀態；構建調度矩陣并計算目標，該目標值從用水點接收到的水質參數滿足水質要求，以及供水調度后各供水路徑的路徑狀態方差兩個方面評價調度效果，更新調度矩陣，并依據目標值取最小值時的調度矩陣實現供水調度。通過本申請的技術方案，能夠對供水管網中管道狀態的監測，以預防管網泄漏的情況發生。
【技術實現步驟摘要】
本申請涉及供水調度，尤其涉及一種基于供水泵組供水狀態的調度方法及系統。
技術介紹
1、水資源是人們日常生活中不可或缺的物質資源，生活、生產和農耕等各個方面均需要消耗水資源。為了滿足人們對水資源的需求，需要對水資源進行調度，通過供水管網將水資源從各個蓄水點輸送并分配至各個用水點。
2、目前，公開號為cn118211814a的專利申請文件公開了一種基于數據分析的供水管網優化調度方法及系統，其中的方法包括：將供水管網劃定成多個目標區域，在目標區域內的供水管網上布設多組檢測點，實時采集目標區域的供水量數據、水壓數據、流量數據及水質數據；獲取目標區域內的歷史用水量數據及人口數據并輸入到預先訓練好的預測用水量模型中，輸出目標區域的預測用水量；將預測用水量與預設供水量進行比較，若預測用水量大于預設供水量，則判斷當前目標區域的供水量不足，按照供水調度策略對供水量不足的目標區域進行供水量調節；否則判斷當前目標區域的供水量充足；根據水壓數據、流量數據、水質數據計算獲得進行供水量調節后的目標區域的供水質量指標，將供水質量指標結合實際用水量的變化數據處理獲得供水異常度，將供水異常度與供水異常閾值區間進行比較，根據比較結果判斷當前目標區域狀態為供水異常、供水正?；蚬芫W故障。
3、然而，上述方法雖然能夠依據供水質量指標和供水異常度對供水調度策略進行動態的調整，及時發現潛在的管網泄漏情況，然而，在供水調度的過程中，忽略對供水管網中管道狀態的監測，無法對管網泄漏的情況進行預防。
技術實現思路
<
p>1、為了解決無法對管網泄漏的情況進行預防的技術問題，本申請提供了一種基于供水泵組供水狀態的調度方法及系統，能夠對供水管網中管道狀態的監測，以預防管網泄漏的情況發生。2、本申請第一方面，提供了一種基于供水泵組供水狀態的調度方法，所述調度方法包括：將供水路徑中觀測點供水泵組的供水狀態輸入腐蝕預測模型，預測觀測點的腐蝕度增量，將腐蝕度增量和初始腐蝕度之和作為各觀測點的實時腐蝕度，并將實時腐蝕度的最大值作為所述供水路徑的路徑狀態，所述供水狀態為水質參數和供水泵組工作參數的時間序列；構建調度矩陣，并計算目標值，所述調度矩陣包括任意蓄水點與各用水點的供水量，所述目標值為：
3、；為蓄水點數量，為用水點數量，為蓄水點的水質參數，為蓄水點到用水點的供水量，為各蓄水點到用水點的供水量，為用水點的平均水質參數，為供水路徑數量，為供水路徑的實時腐蝕度，為水質參數與腐蝕度增量的皮爾遜相關系數，為供水路徑所連接蓄水點的水質參數，為求方差符號；在蓄水量約束和用水量約束下更新調度矩陣，依據目標值取最小值時的調度矩陣實現供水調度。
4、通過本申請提供的技術方案，供水管網中包括多個供水路徑，且每個供水路徑上設有多個觀測點；對于任意供水路徑，將各觀測點供水泵組工作參數和水質參數的時間序列輸入腐蝕預測模型，得到觀測點的腐蝕度增量，進一步將腐蝕度增量和初始腐蝕度之和作為各觀測點的實時腐蝕度，并將實時腐蝕度的最大值作為該供水路徑的路徑狀態，實現供水管網中管道狀態的實時監測；進一步地，構建調度矩陣并計算目標值，該目標值從用水點接收到的水質參數滿足水質要求，以及供水調度后各供水路徑的路徑狀態方差兩個方面評價供水調度的效果，不斷更新調度矩陣，并依據目標值取最小值時的調度矩陣實現供水調度，避免供水路徑間路徑狀態的差異較大，導致管網泄漏的情況發生。
5、在一個實施例中，所述水質參數包括ph值、硬度、電導率、氯離子濃度和溶解氧中的至少一個。
6、水質參數能夠通過影響電化學腐蝕過程進而影響管道的腐蝕程度，導致供水路徑的路徑狀態發生變化，將水質參數作為腐蝕預測模型的輸入，能夠準確預測腐蝕度增量。
7、在一個實施例中，腐蝕預測模型為循環神經網絡，所述腐蝕預測模型對水質參數和工作參數的時間序列進行時序特征提取，得到水質時序特征和工作時序特征，并將水質時序特征和工作時序特征組成的多維數據回歸為腐蝕度增量。
8、在一個實施例中，腐蝕預測模型的訓練方法包括：將任意兩個時刻間水質參數和工作參數的時間序列作為一組訓練樣本，將所述兩個時刻實測腐蝕度的增加量作為所述訓練樣本的標簽值；將訓練樣本輸入腐蝕預測模型后，將輸出結果和標簽值間的均方差函數作為損失函數以更新腐蝕預測模型；迭代地更新腐蝕預測模型，直至損失函數小于設定值時，完成訓練。
9、訓練完畢的腐蝕預測模型能夠學習到水質參數和工作參數的時間序列與腐蝕度增量的映射關系；利用訓練完畢的腐蝕預測模型，僅需通過部署在管道內的傳感器傳輸的水質參數，以及供水泵組的工作參數即可準確預測管道內部的腐蝕度增量，實現管道狀態的準確監測。
10、在一個實施例中，所述蓄水量約束滿足：；為用水點數量，為蓄水點到用水點的供水量，為蓄水點的蓄水量；所述用水量約束滿足：；為蓄水點數量，為蓄水點到用水點的供水量，為用水點的用水量。
11、蓄水量約束能夠保證蓄水點所提供的水量不超過該蓄水點的蓄水量；用水量約束能夠保證用水點接收到的水量能夠滿足該用水點的用水量。
12、在一個實施例中，所述調度矩陣為行列的矩陣，為用水點數量，為蓄水點數量；在調度矩陣中，響應于蓄水點與用水點之間存在供水路徑，第行列的數值為蓄水點到用水點的供水量，響應于蓄水點與用水點之間不存在供水路徑，第行列的數值為0。
13、在一個實施例中，水質參數與腐蝕度增量的皮爾遜相關系數的計算方法包括：采集任意觀測點的水質參數歷史序列和腐蝕度增量歷史序列；水質參數與腐蝕度增量的皮爾遜相關系數為：，為水質參數歷史序列和腐蝕度增量歷史序列的協方差，為水質參數歷史序列的標準差，為腐蝕度增量歷史序列的標準差。
14、皮爾遜相關系數能夠反映水質參數對腐蝕度增量的影響程度，通過皮爾遜相關系數和水質參數相乘，可預測腐蝕度增量，進而得到依據調度矩陣實現供水調度后供水路徑的路徑狀態。
15、本申請第二方面，還提供了一種基于供水泵組供水狀態的調度系統，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執行時實現根據本申請第一方面所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法。
16、本申請的技術方案具有以下有益技術效果：
17、通過本申請提供的技術方案，供水管網中包括多個供水路徑，且每個供水路徑上設有多個觀測點；對于任意供水路徑，將各觀測點供水泵組工作參數和水質參數的時間序列輸入腐蝕預測模型，得到觀測點的腐蝕度增量，進一步將腐蝕度增量和初始腐蝕度之和作為各觀測點的實時腐蝕度，并將實時腐蝕度的最大值作為該供水路徑的路徑狀態，實現供水管網中管道狀態的實時監測；進一步地，構建調度矩陣并計算目標值，該目標值從用水點接收到的水質參數滿足水質要求，以及供水調度后各供水路徑的路徑狀態方差兩個方面評價供水調度的效果，不斷更新調度矩陣，并依據目標值取最小值時的調度矩陣實現供水調度，避免供水路徑間路徑狀態的差異較大，導致管網泄漏的情況發生。
本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述調度方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述水質參數包括pH值、硬度、電導率、氯離子濃度和溶解氧中的至少一個。
3.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，腐蝕預測模型為循環神經網絡；所述腐蝕預測模型對水質參數和工作參數的時間序列進行時序特征提取，得到水質時序特征和工作時序特征，并將水質時序特征和工作時序特征組成的多維數據回歸為腐蝕度增量。
4.根據權利要求3所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，腐蝕預測模型的訓練方法包括：
5.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述蓄水量約束滿足：；為用水點數量，為蓄水點到用水點的供水量，為蓄水點的蓄水量；
6.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述調度矩陣為行列的矩陣，為用水點數量，為蓄水點數量；
7.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，水質參數與腐蝕度增量的皮爾遜相關系數的計算方法包括：
8.根據權利要求1至7中任一項所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，在構建調度矩陣之前，所述調度方法還包括：
9.基于供水泵組供水狀態的調度系統，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執行時實現根據權利要求1至8中任一項所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法。
...
【技術特征摘要】
1.基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述調度方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述水質參數包括ph值、硬度、電導率、氯離子濃度和溶解氧中的至少一個。
3.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，腐蝕預測模型為循環神經網絡；所述腐蝕預測模型對水質參數和工作參數的時間序列進行時序特征提取，得到水質時序特征和工作時序特征，并將水質時序特征和工作時序特征組成的多維數據回歸為腐蝕度增量。
4.根據權利要求3所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，腐蝕預測模型的訓練方法包括：
5.根據權利要求1所述的基于供水泵組供水狀態的調度方法，其特征在于，所述蓄水量約束...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張勇華，張曉雯，張甲耀，張會明，劉文強，盛健虎，任玉香，晏清洪，高衛衛，董芝麗，
申請(專利權)人：山東科源供排水設備工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。